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物理必修 第三册4 电容器的电容课堂教学课件ppt
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这是一份物理必修 第三册4 电容器的电容课堂教学课件ppt，共53页。PPT课件主要包含了电容器，电流做功，答案B等内容，欢迎下载使用。
1．填一填(1)定义：任何两个彼此 又相距 的导体组成一个电容器。(2)平行板电容器：两个相距 的平行金属板中间夹上一层 物质(电介质)组成的电容器。
(3)实验：观察电容器的充、放电现象①实验电路(如图所示)：把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组成实验电路。②充电过程：把开关S接1，此时电源给电容器充电，充电电流逐渐 ，电压表示数逐渐 ，当电流表示数为0时充电完毕。③放电过程：把开关S接2，电容器对电阻R放电。放电电流由电容器的正极板经过R流向电容器的负极板。此时电容器两极板所带电荷量减小，电势差 ，放电电流 ，最后两极板电势差以及放电电流都等于0。
(4)电容器充、放电过程中能的转化电容器充电过程中，两极板的电荷量增加，板间的电场强度 ，电源的能量不断储存在 中；放电过程中，电容器把储存的能量通过__________转化为电路中其他形式的能量。
2．判断(1)任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可组成电容器，无论两导体是否带电。 ( )(2)使电容器极板带电的过程就是给电容器充电的过程。 ( )(3)电容器放电过程中两极板间电压逐渐减小。 ( )
3．想一想如图所示，开关S与“1”端接触后，再与“2”端接触，灯泡是否发光？怎样解释？若发光，电流方向如何？提示：当开关S与“1”接触，给电容器充电，上极板带正电荷，下极板带等量负电荷，当电容器上电压与电源电压相同时，充电完毕；当开关S接“2”时，电容器通过灯泡放电，放电电流是从正极板流出沿灯泡向下，随电荷量减少电压降低、灯泡逐渐变暗，放电完毕，灯泡熄灭。
(4)击穿电压和额定电压①击穿电压：电容器电介质不被击穿的 电压。②额定电压：电容器外壳上标的 电压。(5)常用电容器①固定电容器：聚苯乙烯电容器和电解电容器。②可变电容器：通过改变两组铝片的正对面积来改变电容的电容器。
2．判断(1)电容为C的电容器所带电荷量为Q，若电荷量增大为2Q，则电容变为2C。( )(2)电容器所带的电荷量Q是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。( )(3)电容器外壳上标的是额定电压。 ( )
3．选一选如图所示是某种电学元件的实物照片，元件中固定不动的一组铝片叫定片，可以转动的一组铝片叫动片。这种元件是 ( )A．电源 B．电阻C．开关 D．可变电容器解析：本题考查电学元件的实物图认识，图片中的元件通过改变两组铝片的正对面积来改变电容，属于可变电容器。答案：D
提示：开关拨到位置“1”时，电源给电容器充电，此时二极管D2导通并短暂发光；开关拨到位置“2”时，电容器放电，此时二极管D1导通并短暂发光。
【重难释解】1．电容器的充电(1)电容器充电过程如图甲所示，将开关与电源接通，电容器的两极板带上等量的异号电荷，这一过程叫作充电。充电过程是将电能储存在电容器中的过程。
(2)充电过程特点(如图乙)①充电电流方向为从电源的正极流出的电流的方向。②电容器所带电荷量增加。③电容器两极板间电压升高。④电容器中电场强度增大。⑤充电过程中电容器从电源获取的能量为电能。
2．电容器的放电(1)电容器放电过程如图甲所示，将开关与电源断开，打到另一端，使充电后的电容器失去电荷的过程叫作放电。放电过程是将储存的电场能转化为其他形式能量的过程。
(2)放电过程特点(如图乙)①放电电流方向是从正极板流出的电流的方向。②电容器两极板上电荷量减少。③电容器两极板间电压降低。④电容器中电场强度减小。⑤电容器的电场能转化成其他形式的能量。
A．车轮停在感应线上时，电阻R上有恒定电流B．车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流先增大后减小D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照[解析] 车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R上没有电流，故A错误；由题图乙可知，当车轮经过感应线时，电流先增大后减小，然后再反向增大后减小，因电压是在受压时产生的，故说明电容器先充电后放电，故B正确，C错误；若汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍会拍照，故D正确。[答案] BD
充电电流与放电电流(1)电容器两极板间的电介质是绝缘物质，所以充电结束后的电容器相当于断路。(2)充电过程中电荷由电源定向移动，在两极板上集聚，形成充电电流，且流向正极板。(3)放电过程中，电荷由极板流向用电器，电源形成放电电流，且电流由正极板流向用电器。
【素养训练】1．(2023·广东1月学考)图是观察电容器充、放电现象的电路。下列说法正确的是( )A．将开关S从b改接到a时，观察的是充电现象B．将开关S从b改接到a后，电流计G的指针将一直偏转C．将开关S从a改接到b时，观察的是充电现象D．将开关S从a改接到b后，灯L的发光亮度不变
解析：将开关S从b改接到a时，电容器开始充电，充电电流从最大值逐渐减小到零，电流计G的指针从最大值逐渐回到零；将开关S从a改接到b时，电容器开始放电，放电电流从最大值逐渐减小到零，灯L的发光亮度逐渐变暗。故选A。答案：A
2.如图所示，电源电压恒定，则接通开关S的瞬间，通过电阻R的电流方向是从______到________；如果电容器充电结束后，先断开S，再将两板间距离增大，在此过程中，R上________(填“有”或“无”)电流通过。
解析：电容器在充、放电过程中，电路中将有电流，电流方向即正电荷定向移动的方向。在接通S的瞬间，电容器充电，上极板带正电，下极板带负电，故电流方向为由A到B；电容器充电结束后，将S断开，因为电容器所带电荷量不变，所以无论如何调节板间距离，均无电流通过R。答案：A B 无
【素养训练】3．(2023·广东1月学考)关于电容器充放电过程，下列说法正确的是( )A．充电过程中，两极板间电压不变B．充电过程中，两极板间电压增大C．放电过程中，两极板间电压不变D．放电过程中，两极板间电压增大
4．如图为研究电容器充、放电的实验电路图。实验时，先使开关S掷向1端，电源E对电容器C充电；经过一段时间，把开关S掷向2端，电容器C与电阻R相连，电容器放电。电容器在充电过程中，其电容器所带电荷量Q与电容器两端电压U之间的关系，下列图像中正确的是 ( )
解析：根据Q＝CU，可知因为电容器电容C一定，则Q-U图像为过原点的倾斜的直线。故选B。
5．有一充电的电容器，两板间的电压为3 V，所带电荷量为4.5×10－4 C，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？
A．A、B平行板电容器的电容减小B．A、B两板间的电场强度增大C．A、B两板上的电荷量变小D．有电流从b向a流过灵敏电流计
解题指导：电容器所带电荷量Q＝CU。由题意可知，电压U不变，只需确定变化后的电容C即可。要确定电容C的变化，可利用平行板电容器的公式进行分析。
[迁移·发散]1．由结果得知，即使加在电容器两端的电压不变，但若电容器的电容变化，电容器带的电荷量也会随之变化。在这个过程中，电容器中的电场强度如何变化？
分析电容器相关物理量的变化时，要注意抓住不变量。电容器充电后保持与电源相连，即使电容器的电容变化，两极板间的电压不变。若充电后与电源断开且未放电，即使电容器的电容变化，两极板的电荷量不变。
【素养训练】6.电容式话筒含有电容式传感器，其结构如图所示，导电性振动膜片与固定电极构成一个电容器，当振动膜片在声压的作用下运动时，两个电极间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就转变为电信号。当振动膜片向左运动时，下列说法正确的是 ( )A．固定电极所带正电荷减少B．固定电极所带正电荷增加C．固定电极所带负电荷减少D．固定电极所带负电荷增加
7.(多选)如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电源E相连，在与两板等距离的M点有一个带电液滴恰处于静止状态。若将b板向上平移一小段距离，但仍在M点下方，下列说法中正确的是 ( )A．液滴仍将处于静止状态 B．M点电势升高C．带电液滴在M点的电势能增大D．在b板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同
一、培养创新意识和创新思维1．一个平行板电容器的一块极板不小心被折弯了。若使两板分别带有等量异种电荷，则图中能正确反映两板间电场线分布的图像可能是( )解析：两板分别带有等量异号电荷，根据电势差与电场强度的关系式U＝Ed得，两极板之间电势差一定，而两极板中央的间距大，所以极板中央的电场强度小，电场线疏，故B正确，A、C、D错误。答案：B
2．特斯拉线圈是一种制造人工闪电的装置，该装置的简化结构如图所示。金属顶端和大地构成一个特殊的电容器。顶端放电后，“电荷补充线圈”给顶端补充电荷，因而能持续地放电。设顶端与大地间电压为U，顶端带电荷量为Q，下列说法正确的是 ( )
二、注重学以致用和思维建模3. 如图所示，高一学生在学考报名时进行了指纹采集。电容式指纹识别的原理是手指与传感器表面接触时，皮肤表面会和传感器上许许多多相同面积的小极板一一匹配成电容不同的平行板电容器，从而识别出指纹的纹路。下列说法正确的是 ( )A．极板与指纹嵴(凸的部分)构成的电容器电容大 B．极板与指纹沟(凹的部分)构成的电容器电容大C．若充电电压变大，所有电容器电容增大D．若充电电压变大，所有电容器电容减小
4. 电容位移传感器具有灵敏度高、精度稳定等许多优点。某电容位移传感器的工作原理可简化为如图所示的装置，其中A是固定极板，B是可动极板，备测位移物体与可动极板连接，当物体发生位移时，电容器极板间距发生变化，用电路(图中未画出)测出电容的变化，即可知道物体位移的大小和方向。假设工作中电容器接在恒压直流电源上，G为灵敏电流计，则当物体位移向右时，下列说法正确的是( )A．电容器的电容变大B．极板间电场强度变大C．电容器所带电荷量保持不变D．灵敏电流计中电流方向从a到b
1．填一填(1)定义：任何两个彼此 又相距 的导体组成一个电容器。(2)平行板电容器：两个相距 的平行金属板中间夹上一层 物质(电介质)组成的电容器。
(3)实验：观察电容器的充、放电现象①实验电路(如图所示)：把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组成实验电路。②充电过程：把开关S接1，此时电源给电容器充电，充电电流逐渐 ，电压表示数逐渐 ，当电流表示数为0时充电完毕。③放电过程：把开关S接2，电容器对电阻R放电。放电电流由电容器的正极板经过R流向电容器的负极板。此时电容器两极板所带电荷量减小，电势差 ，放电电流 ，最后两极板电势差以及放电电流都等于0。
(4)电容器充、放电过程中能的转化电容器充电过程中，两极板的电荷量增加，板间的电场强度 ，电源的能量不断储存在 中；放电过程中，电容器把储存的能量通过__________转化为电路中其他形式的能量。
2．判断(1)任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可组成电容器，无论两导体是否带电。 ( )(2)使电容器极板带电的过程就是给电容器充电的过程。 ( )(3)电容器放电过程中两极板间电压逐渐减小。 ( )
3．想一想如图所示，开关S与“1”端接触后，再与“2”端接触，灯泡是否发光？怎样解释？若发光，电流方向如何？提示：当开关S与“1”接触，给电容器充电，上极板带正电荷，下极板带等量负电荷，当电容器上电压与电源电压相同时，充电完毕；当开关S接“2”时，电容器通过灯泡放电，放电电流是从正极板流出沿灯泡向下，随电荷量减少电压降低、灯泡逐渐变暗，放电完毕，灯泡熄灭。
(4)击穿电压和额定电压①击穿电压：电容器电介质不被击穿的 电压。②额定电压：电容器外壳上标的 电压。(5)常用电容器①固定电容器：聚苯乙烯电容器和电解电容器。②可变电容器：通过改变两组铝片的正对面积来改变电容的电容器。
2．判断(1)电容为C的电容器所带电荷量为Q，若电荷量增大为2Q，则电容变为2C。( )(2)电容器所带的电荷量Q是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。( )(3)电容器外壳上标的是额定电压。 ( )
3．选一选如图所示是某种电学元件的实物照片，元件中固定不动的一组铝片叫定片，可以转动的一组铝片叫动片。这种元件是 ( )A．电源 B．电阻C．开关 D．可变电容器解析：本题考查电学元件的实物图认识，图片中的元件通过改变两组铝片的正对面积来改变电容，属于可变电容器。答案：D
提示：开关拨到位置“1”时，电源给电容器充电，此时二极管D2导通并短暂发光；开关拨到位置“2”时，电容器放电，此时二极管D1导通并短暂发光。
【重难释解】1．电容器的充电(1)电容器充电过程如图甲所示，将开关与电源接通，电容器的两极板带上等量的异号电荷，这一过程叫作充电。充电过程是将电能储存在电容器中的过程。
(2)充电过程特点(如图乙)①充电电流方向为从电源的正极流出的电流的方向。②电容器所带电荷量增加。③电容器两极板间电压升高。④电容器中电场强度增大。⑤充电过程中电容器从电源获取的能量为电能。
2．电容器的放电(1)电容器放电过程如图甲所示，将开关与电源断开，打到另一端，使充电后的电容器失去电荷的过程叫作放电。放电过程是将储存的电场能转化为其他形式能量的过程。
(2)放电过程特点(如图乙)①放电电流方向是从正极板流出的电流的方向。②电容器两极板上电荷量减少。③电容器两极板间电压降低。④电容器中电场强度减小。⑤电容器的电场能转化成其他形式的能量。
A．车轮停在感应线上时，电阻R上有恒定电流B．车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流先增大后减小D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照[解析] 车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R上没有电流，故A错误；由题图乙可知，当车轮经过感应线时，电流先增大后减小，然后再反向增大后减小，因电压是在受压时产生的，故说明电容器先充电后放电，故B正确，C错误；若汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍会拍照，故D正确。[答案] BD
充电电流与放电电流(1)电容器两极板间的电介质是绝缘物质，所以充电结束后的电容器相当于断路。(2)充电过程中电荷由电源定向移动，在两极板上集聚，形成充电电流，且流向正极板。(3)放电过程中，电荷由极板流向用电器，电源形成放电电流，且电流由正极板流向用电器。
【素养训练】1．(2023·广东1月学考)图是观察电容器充、放电现象的电路。下列说法正确的是( )A．将开关S从b改接到a时，观察的是充电现象B．将开关S从b改接到a后，电流计G的指针将一直偏转C．将开关S从a改接到b时，观察的是充电现象D．将开关S从a改接到b后，灯L的发光亮度不变
解析：将开关S从b改接到a时，电容器开始充电，充电电流从最大值逐渐减小到零，电流计G的指针从最大值逐渐回到零；将开关S从a改接到b时，电容器开始放电，放电电流从最大值逐渐减小到零，灯L的发光亮度逐渐变暗。故选A。答案：A
2.如图所示，电源电压恒定，则接通开关S的瞬间，通过电阻R的电流方向是从______到________；如果电容器充电结束后，先断开S，再将两板间距离增大，在此过程中，R上________(填“有”或“无”)电流通过。
解析：电容器在充、放电过程中，电路中将有电流，电流方向即正电荷定向移动的方向。在接通S的瞬间，电容器充电，上极板带正电，下极板带负电，故电流方向为由A到B；电容器充电结束后，将S断开，因为电容器所带电荷量不变，所以无论如何调节板间距离，均无电流通过R。答案：A B 无
【素养训练】3．(2023·广东1月学考)关于电容器充放电过程，下列说法正确的是( )A．充电过程中，两极板间电压不变B．充电过程中，两极板间电压增大C．放电过程中，两极板间电压不变D．放电过程中，两极板间电压增大
4．如图为研究电容器充、放电的实验电路图。实验时，先使开关S掷向1端，电源E对电容器C充电；经过一段时间，把开关S掷向2端，电容器C与电阻R相连，电容器放电。电容器在充电过程中，其电容器所带电荷量Q与电容器两端电压U之间的关系，下列图像中正确的是 ( )
解析：根据Q＝CU，可知因为电容器电容C一定，则Q-U图像为过原点的倾斜的直线。故选B。
5．有一充电的电容器，两板间的电压为3 V，所带电荷量为4.5×10－4 C，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？
A．A、B平行板电容器的电容减小B．A、B两板间的电场强度增大C．A、B两板上的电荷量变小D．有电流从b向a流过灵敏电流计
解题指导：电容器所带电荷量Q＝CU。由题意可知，电压U不变，只需确定变化后的电容C即可。要确定电容C的变化，可利用平行板电容器的公式进行分析。
[迁移·发散]1．由结果得知，即使加在电容器两端的电压不变，但若电容器的电容变化，电容器带的电荷量也会随之变化。在这个过程中，电容器中的电场强度如何变化？
分析电容器相关物理量的变化时，要注意抓住不变量。电容器充电后保持与电源相连，即使电容器的电容变化，两极板间的电压不变。若充电后与电源断开且未放电，即使电容器的电容变化，两极板的电荷量不变。
【素养训练】6.电容式话筒含有电容式传感器，其结构如图所示，导电性振动膜片与固定电极构成一个电容器，当振动膜片在声压的作用下运动时，两个电极间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就转变为电信号。当振动膜片向左运动时，下列说法正确的是 ( )A．固定电极所带正电荷减少B．固定电极所带正电荷增加C．固定电极所带负电荷减少D．固定电极所带负电荷增加
7.(多选)如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电源E相连，在与两板等距离的M点有一个带电液滴恰处于静止状态。若将b板向上平移一小段距离，但仍在M点下方，下列说法中正确的是 ( )A．液滴仍将处于静止状态 B．M点电势升高C．带电液滴在M点的电势能增大D．在b板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同
一、培养创新意识和创新思维1．一个平行板电容器的一块极板不小心被折弯了。若使两板分别带有等量异种电荷，则图中能正确反映两板间电场线分布的图像可能是( )解析：两板分别带有等量异号电荷，根据电势差与电场强度的关系式U＝Ed得，两极板之间电势差一定，而两极板中央的间距大，所以极板中央的电场强度小，电场线疏，故B正确，A、C、D错误。答案：B
2．特斯拉线圈是一种制造人工闪电的装置，该装置的简化结构如图所示。金属顶端和大地构成一个特殊的电容器。顶端放电后，“电荷补充线圈”给顶端补充电荷，因而能持续地放电。设顶端与大地间电压为U，顶端带电荷量为Q，下列说法正确的是 ( )
二、注重学以致用和思维建模3. 如图所示，高一学生在学考报名时进行了指纹采集。电容式指纹识别的原理是手指与传感器表面接触时，皮肤表面会和传感器上许许多多相同面积的小极板一一匹配成电容不同的平行板电容器，从而识别出指纹的纹路。下列说法正确的是 ( )A．极板与指纹嵴(凸的部分)构成的电容器电容大 B．极板与指纹沟(凹的部分)构成的电容器电容大C．若充电电压变大，所有电容器电容增大D．若充电电压变大，所有电容器电容减小
4. 电容位移传感器具有灵敏度高、精度稳定等许多优点。某电容位移传感器的工作原理可简化为如图所示的装置，其中A是固定极板，B是可动极板，备测位移物体与可动极板连接，当物体发生位移时，电容器极板间距发生变化，用电路(图中未画出)测出电容的变化，即可知道物体位移的大小和方向。假设工作中电容器接在恒压直流电源上，G为灵敏电流计，则当物体位移向右时，下列说法正确的是( )A．电容器的电容变大B．极板间电场强度变大C．电容器所带电荷量保持不变D．灵敏电流计中电流方向从a到b
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